Типы фундаментов зданий и технологии их установки

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание. Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента.

Глубина заложения фундамента зависит от вида грунта, глубины его промерзания, уровня грунтовых вод. Все эти показатели можно проверить, если отрыть колодец-шурф глубиной 2-2,5 м. Закладывать фундамент рекомендуется ниже глубины промерзания грунта. При глубине заложения фундаментов меньше 1,5 и больше 2,0 м сопротивление грунта определяется расчетным путем. Очень осторожно надо подходить к строительству зданий на пылеватых песках, насыщенных водой (плывунах), илистых и лессовидных грунтах. Нельзя также использовать в качестве естественных оснований насыпные и растительные грунты и торфяники. Если имеющиеся грунты не могут обеспечить устойчивость воздвигаемого на них здания, прибегают к устройству искусственного основания.

   Простейшим искусственным основанием являются песчаные и щебеночные. Их обычно применяют тогда, когда по геологическим условиям требуется устройство глубоких фундаментов. В этих случаях основание заменяет часть бутовой кладки фундамента. Иногда песчаные и щебеночные фундаменты применяют, чтобы увеличить площадь передачи давления на грунт от подошвы фундамента. Песчаные основания выполняют в виде подушек, насыпаемых из крупнозернистого песка. Насыпать песок следует слоями по 15 см, поливать водой и тщательно утрамбовывать. Основание под здание или сооружение можно укреплять путем добавления щебня. Его насыпают на дно траншеи слоем 15-20 см, трамбуют до тех пор, пока в промежутках не покажется грунт, затем вновь подсыпают и продолжают трамбовать до тех пор, пока не прекратится осадка щебня. Как правило, в одноквартирных домах ширине фундамента не придают особого значения, хотя от нее в значительной степени зависит объем фундамента и затраты на его укладку.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов. При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания. Фундаменты подвнутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной — 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.

   В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые сплошные (плитные) и свайные фундаменты, в зависимости от технологии возведения — сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м). В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие — на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонными подушками).

Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы — блоки ФБС. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.

   Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.

Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей. В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными.

В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций. В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит — подушек и бетонных стеновых блоков. В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком. Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).

   Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно. Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных). Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.
Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.